油泥与煤的混合滤饼燃烧过程的数值模拟与分析

论文摘要

含油污泥是石油开采运输和石油化工行业中常见的废弃物。针对辽河油田存放的大量油泥的处理问题,本文主要采用Fluent软件平台对油泥与煤制成的混合滤饼在循环流化床炉膛中燃烧过程的温度场,速度场以及燃烧生成的污染物(CO,CO2,氮氧化物及烟灰)进行数值模拟与分析。研究结果表明,混合滤饼在炉膛中不仅能够稳定燃烧,而且污染物生成量能够得到有效控制。该项技术对油泥沙处理彻底,并能有效回收油泥沙中所含的石油类物质的热量和泥土资源,同时具有较强的实用性、可操作性及良好的环境效益和经济效益,彻底实现了油泥的无害化和燃料化,为油田的油泥处理处置提供全新的途径。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪言
• 1.1 引言
• 1.2 国内外油泥沙焚烧处理现状
• 1.2.1 油泥沙的性质
• 1.2.2 油泥沙的危害
• 1.2.3 油泥沙固化焚烧技术
• 1.3 循环流化床锅炉的发展优势
• 1.3.1 洁净煤燃烧技术概述
• 1.3.2 循环流化床燃烧技术特点概述
• 1.3.3 国内外循环流化床燃烧相关技术的发展现状
• 1.4 燃烧数值模拟研究的概述
• 1.4.1 燃烧过程数值模拟研究的主要内容
• 1.4.2 国内炉内过程数值模拟研究与发展
• 1.4.3 国外炉内过程数值模拟研究及发展情况
• 1.5 研究目的及相关内容
• 2 Fluent 计算软件介绍
• 2.1 软件的基本构成
• 2.2 专用的CFD 前置处理器——Gambit
• 2.3 专用的CFD 求解器FLUENT
• 2.3.1 FLUENT 解算器模拟能力
• 2.3.2 解决问题的步骤
• 2.3.3 数值求解方法
• 2.3.4 物理模型
• 2.3.5 边界条件
• 2.3.6 物理属性
• 2.4 UDF 用户自定义函数的应用
• 2.5 TECPLOT 后处理软件
• 3 油泥与煤混合滤饼燃烧过程涉及的模型综述
• 3.1 基本控制方程
• 3.2 气相湍流的流动模型
• 3.2.1 喘流流动模型概述
• 3.2.2 本文采用的基本方程
• 3.3 传热模型
• 3.3.1 传热模型概述
• 3.3.2 P-1 辐射模型
• 3.4 炉内燃烧模型
• 3.4.1 组份守恒方程
• 3.4.2 挥发份的释放与燃烧模型
• 3.4.3 煤的焦炭燃烧模型
• 3.5 NOx 的形成模型
• 3.5.1 热力型NOx 生成模型
• 3.5.2 快速型NOx 的生成模型
• 3.5.3 燃料型NOx 生成模型
• 3.6 烟灰生成模型
• 3.6.1 烟灰形成的单步模型
• 3.6.2 烟灰形成的双步模型
• 4 循环流化床数值模拟
• 4.1 计算网格和数值方法
• 4.2 速度场计算结果与分析
• 4.3 温度场计算结果与分析
• 2 的模拟结果与分析'>4.4 CO 和CO₂的模拟结果与分析
• 4.5 NO 的模拟结果与分析
• 4.6 烟灰的模拟结果与分析
• 结论
• 参考文献
• 附录A UDF 部分程序代码
• 作者简历
• 学位论文数据集